对大型同步电机结构设计优化的研究
摘 要：电机作为最为常用的机电能量转换装置，在工农业、航天航空以及公用设施等各个领域都有广泛的应用，对经济与社会的发展具有重要作用。我国电机每年的耗电量在工业用电总量与全国用电总量中都占有较大比重，且随着工业化程度的不断提高，比例还在不断增大。笔者就针对大型同步电机的结构进行了优化分析，以提高大型同步电机的工作效率，创造更大的经济效益与社会效益。
关键词：大型同步电机；永磁电机；结构设计
大型同步电机多指永磁同步电机，其损耗和发热多是源于励磁绕组，如果可以除去励磁绕组，那么就可以在简化电机结构的同时提高电机的效率，节约能源。永磁同步电机的结构相对简单，能效高，在额定负载与轻载时都可以保持较高的功率因数，因此，大型同步电机在许多领域都有广泛的应用。在永磁同步电机中励磁部分是具有高磁能积的永磁体，在进行电机结构设计时需要综合考虑其形状、防治位置等，同时还需要考虑电磁场分布、结构强度、温升控制以及机械寿命等，确保同步电机结构符合要求。
1.电机结构设计优化顺序
所谓的电机结构设计优化指的是以满足电机运行需求为前提，尽可能地降低电机的设计成本。以大型同步电机中的永磁同步电机为例，在永磁同步电机中永磁材料的价格相对较高，因此，在设计时应尽可能地减小永磁体的尺寸，降低电机的成本。除此之外，电机在运行过程中还会产生振动和噪音，这些因素在设计时都要充分考虑，以延长电机的使用寿命，使电机饥饿哦股优化向着智能化方向发展。
对于永磁同步电机在设计时需要遵循四步，首先是根据电机性能指标与额定数据确定电机的尺寸与磁路结构类型，而后进行电机定转子绕组类型的设计，选取材料，进行电磁性能计算，最后对结构参数进行进一步的优化调整[1]。
目前很多大型同步电机在进行结构设计时都采用永磁材料代替感应电机的励磁绕组，使电机结构得到了简化，但是由于永磁体的形状与位置不同，永磁电机的磁路也就变得更加的复杂，如果沿用等效磁路法很容易产生偏差，随着近几年计算机技术的快速发展，在进行电机结构设计时更多地以电磁场有限元数值计算方法为基础求解电磁场逆问题，这种方式使结构参数更加的准确，但同时由于在求解电磁场逆问题时需要大量的迭代计算，这样无形中便增加了结构设计的计算量，使电机的结构设计耗费大量的资源与时间，将逆问题分解为一系列正问题，并结构一定的结构设计优化方法，可以有效降低结构设计的...
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